DE2425048C3 - Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum 100 atü durch den hohen Druck in die zwischen Regeln der Temperatur eines Mediums, bestehend aus Druckspeicher und Sollwert-Reguliereinrichtung beeinem mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllten Tempera- findliche Bohrung hereingezogen wird, so daß die solch turfühler, der hydraulisch mit einem Ventil, Stellantrieb starken Belastungen ausgesetzte Membrane in kurzer und einer Übertemperatursicherung in Form eines 20 Zeit unbrauchbar wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu Druckspeichers verbunden ist. sehen, daß bei einer zu großen Bohrung die Membrane

Die zum Betätigen von Ventilen od. dgl. verwendeten schon bei wenigen, beispielsweise 5 atü, beschädigt wird, und in Abhängigkeit von den jeweiligen Erfordernissen Die Zerstörung der Membrane ist zwar geringer, je unterschiedliche Ausführungsformen aufweisenden und kleiner die Bohrung ist, dafür ergibt sich aber wiederum nach dem Flüssigkeitsausdehnungsprinzip arbeitenden 25 der Nachteil der Verstopfungsgefahr.
Thermostate ohne Hilfskraft bestehen vorzugsweise aus Angesichts der vorstehend erkennbar gewordenen

einem als Wärmefühler ausgebildeten Meßglied, einem Mängel und Nachteile hat sich die vorliegende als hydraulischen Stellantrieb ausgebildeten Arbeitskör- Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Beschädigung bzw. per sowie aus einem das Meßglied mit dem Arbeitskör- Zerstörung der Membrane zu vermeiden. Darüber per verbindenden Kapillarrohr. Außerdem sind Flüssig- 30 hinaus sollen die Druckstöße vermieden werden, die keits-Thermostate mit einer Sollwertregulierung und sich im Moment des plötzlichen Abhebens der einer Überdruck-, bzw. Übertemperatur-Sicherheitsein- Membrane aufgrund der baulichen Ausgestaltung von richtung versehen, welche wahlweise am Meßglied oder Membrane und Gehäusewand ergeben und nachteilig am Stellantrieb angeordnet sein können. Es ist seit auf das Gesamtsystem einwirken,
langem bekannt, Thermostat-Systeme der vorstehend 35 Ausgehend von einer Vorrichtung zum Regeln der erwähnten Art derart abzusichern, daß bei Auftreten Temperatur eines Mediums, bestehend aus einem mit einer Übertemperatur der durch zusätzliche Ausdeh- einer Arbeitsflüssigkeit gefüllten Temperaturfühler, der nung der Flüssigkeit im Temperaturfühler bedingte hydraulisch mit einem Ventil, Stellantrieb und einer Druckanstieg mittels Überdruck-bzw. Übertemperatur- Übertemperatursicherung in Form eines Druckspei-Sicherheitseinrichtungen im Thermostaten begrenzt 40 chers verbunden ist, wird die erfindungsgemäße wird, um die Bauelemente vor zu hohem Druck zu Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Druckspeicher ein schützen. Als Mittel hierzu wird üblicherweise eine von dem Durchlaß der Arbeitsflüssigkeit dienender Sinterfileiner vorgespannten Feder erzeugte Kraft benutzt, ter zugeordnet ist. Durch den Sinterfilter entfällt der welche auf die Fläche eines Metallschlauches oder aber bisher übliche Membranschutz mittels eines Ventilkeauf einen entsprechend Gemessenen Kolben wirkt. Die 45 gels. Dieser Ventilkegel verhindert nämlich sonst, daß Metallschlauch- oder aber die Kolbenfläche, multipli- die Membrane in die Bohrung gezogen wird,
ziert mit dem Systemdruck, ist die erzeugende Kraft, Somit wird durch die Verwendung eines Sinterfilters

welche wiederum gegen die Kraft der vorgespannten der große Vorteil erreicht, daß eine Beschädigung bzw. Feder wirkt. Bei einem angenommenen unzulässigen Zerstörung der Membrane durch Hereinziehen in die Überdruck im Hydrauliksystem wird daher der Metall- 50 Bohrung mit Sicherheit vermieden wird. Weiterhin ist schlauch oder der Kolben axial derart verschoben, daß durch die Benutzung eines Sinterfilters eine einfache die Zunahme des Druckes im System einen konstruktiv Membrangestaltung an der Austrittsstelle möglich. Der festgelegten Wert nicht überschreiten kann. Sinterfilter ermöglicht eine baulich einfache Lösung, da

Am Zustandekommen eines Überdruckes ist eine am er nur eingepreßt zu werden braucht. Außerdem ergibt Thermostatfühler auftretende Übertemperatur verant- 55 dies in Verbindung mit der Membrane keine mechanisch wortlich, wenn beispielsweise trotz geschlossenem beweglichen Teile, so daß auch kein Verschleiß gegeben Stellventil eine weitere Beheizung der Anlage, etwa ist. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines durch Beschädigung des Ventilkegels od. dgl. erfolgt. Sinterfilters die Bohrung ohne Gefahr für die Membra-Eine andere Ursache für ein unzulässiges Ansteigen des ne vergrößert werden. Damit wird erreicht, daß die Überdruckes im Thermostat-System kann beispielswei- 60 Membrane gleichmäßig abhebt und das Auftreten von se auch darin bestehen, daß durch etwaige Zeitkonstan- Druckstößen auf die Membrane und die hierdurch ten und Totzeiten von Regelanlage und Regler keine bedingten nachteiligen Auswirkungen auf das System stabile Temperaturregelung erreicht wird, wodurch vermieden wird, so daß eine Erhöhung der Lebensdauer dann die zu regelnde Temperatur Pendelungen um den der Membrane gewährleistet ist.
Sollwert ausführt, und damit der Temperaturfühler 65 In der Zeichnung ist die Erfindung an drei periodenweise überheizt werden kann. Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei zeigt

Es ist bereits eine Sollwert-Reguliereinrichtung F i g. 1 einen Flüssigkeits-Thermostaten mit Druck-

bekannt, die mit einem mit dem Hydrauliksystem des speicher, der zusammen mit einer Sollwert-Regulierein-

richtung in einem zentralen Gehäuse angeordnet ist,

F i g. 2 einen Flüssigkeits-Thermostaten mit einem im Gehäuse des Ventilantriebes angeordneten Druckspeicher, der sich im Kolben der Sollwert-Reguliereinrichtung befindet und S

Fig.3 einen Flüssigkeits-Thermostaten, bei dem am Temperaturfühler ein den Druckspeicher und die Sollwert-Reguliereinrichtung aufnehmendes Gehäuse angeordnet ist.

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 eine Sollwert-Reguliereinrichtung 2 sowie ein Druckspeicher 3 angeordnet, der als Membran- oder Blasenspeicher ausgebildet sein kann. Das Innere des Speichers 3, in dem sich eine Membrane 3b oder eine nicht dargestellte Blase befindet, wird durch eine durch einen Stift 3d verschlossene Bohrung mit einem unter bestimmten statischen Druck stehenden gasförmigen Medium 3a, wie Stickstoff, gefüllt. Nach unten ist der Speicher 3 mit einer Bodenkappe 3e verschlossen. In der Sollwert-Reguliereinrichtung 2 sind ein Zylinder 2c sowie ein beim Einstellen des Sollwertes auf die Füllflüssigkeit 2a wirkender Kolben 2e angeordnet, der sich mittels eines Einstellknopfes 2b manuell verstellen läßt. Der Zylinder 2c ist einerseits über ein Kapillarrohr 7 mit einem Temperaturfühler 8 und andererseits über ein Kapillarrohr 7a mit einem Ventilstellantrieb 9 verbunden. Das vom Zylinder 2c zum Temperaturfühler 8 führende Kapillarrohr 7 ist dabei spiralförmig um den Druckspeicher 3 herumgewunden, wodurch eine Reserve für verschiedene Einbaumöglichkeiten des Temperäturfühlers verbleibt. An dem Zylinder 2c befindet sich eine Bohrung 2/, durch den die Flüssigkeit bei auftretendem Überdruck gelangt, um über einen Sinterfilter 3c die Außenseite der Membrane 3b oder einer nicht dargestellten Blase zu beaufschlagen.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführung, bei dem der Flüssigkeits-Thermostat mit einem im Gehäuse la des Ventilstellantriebes 9 angeordneten Druckspeicher und eine Sollwert-Reguliereinrichtung ausgebildet ist, unterscheidet sich von der Ausführung gemäß F i g. 1 dadurch, daß der Druckspeicher mit der Membrane 36 oder der nicht dargestellten Blase und dem gasförmigen Medium 3a in den Kolben 2e eingebaut ist.

Obwohl bei der Ausführung nach F i g. 3 der Druckspeicher mit Membrane 3b oder der nicht dargestellten Blase und Medium 3a ebenfalls in den Kolben 2e eingesetzt ist, besteht jedoch gegenüber der Ausbildung nach F i g. 2 der Unterschied, daß am Temperaturfühler 8 ein den Druckspeicher und die Sollwert-Reguliereinrichtung aufnehmendes Gehäuse \bangeordnet ist.

Die Arbeitsweise des Flüssigkeits-Thermostaten gemäß den F i g. 1 bis 3 ist wie folgt:

Die im Temperaturfühler 8 befindliche Arbeitsflüssigkeit 8a dehnt sich beim Erwärmen des Fühlers aus und gelangt durch das Kapillarrohr 7 in den Zylinder 2cund von dort durch das Kapillarrohr 7a in den Ventil-Stellantrieb 9. In diesem bewegt sie infolge der bei Erwärmung erzielten Ausdehnung die Ventilstange 10 und drosselt bzw. schließt das — nicht dargestellte — Ventil. Kühlt der Temperaturfühler 8 und damit auch die in diesem befindliche Arbeitsflüssigkeit 8a ab, so öffnet das Ventil wieder.

Das Einstellen des Sollwertes auf die gewünschte Temperatur erfolgt durch einmaliges axiales Verstellen des Kolbens 2e mittels des Einstellknopfes 2b. Wird dieser verdreht, dann vergrößert sich beispielsweise durch die Verschiebung des Kolbens 2e das Volumen des Zylinders 2c, so daß vom Ventilstellantrieb 9 aus mehr Flüssigkeit in den Zylinder gelangen kann und somit das angeschlossene Ventil öffnet. Der der Flüssigkeit innewohnende Druck wirkt zugleich über die Bohrung 2/" und den Sinterfilter 3c auf die Außenseite der Membrane 3b, welche dabei infolge des Druckes des gasförmigen Mediums 3a in ihrer Ausgangsstellung verbleibt. Bei entgegengesetzter Drehung des Einstellknopfes 2b des Kolbens 2e wird der Sollwert dementsprechend auf eine niedrigere Temperatur eingestellt.

Bei dem Flüssigkeits-Thermostaten wirkt nun einerseits der Druck eines gasförmigen Mediums 3a, wie z. B. Stickstoff, im Druckspeicher 3 und andererseits der Druck der Arbeitsflüssigkeit 8a des Temperaturfühlers 8. Wird nun trotz geschlossenen Ventils vom Temperaturfühler 8 ein weiteres Ansteigen der über den Sollwert eingestellten Temperatur registriert, so daß eine Übertemperatur am Temperaturfühler entsteht, dann wird die damit verbundene Volumenzunahme des Temperaturfühlers 8 — ohne daß eine Verschiebung des Kolbens 2e der Sollwert-Reguliereinrichtung 2 erfolgt — durch den Druckspeicher 3 aufgenommen, indem eine der Volumenzunahme entsprechende Lageveränderung der Membrane 3b oder der nicht dargestellten Blase erfolgt. Auf diese Weise wird ein unzulässiges Ansteigen des Innendruckes im Hydrauliksystem mit Sicherheit verhindert. Beim Nachlassen der durch den Temperaturfühler 8 registrierten Übertemperatur geht die Membrane 3b — wiederum ohne jegliche Lageveränderung des Kolbens 2e — in ihre Ausgangslage zurück, wobei die Füllflüssigkeit wieder in das wirksame Hydrauliksystem zurückgespeist wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ρ . Thermostaten in Verbindung stehenden und mit einem

   rateniansprucn. _{umer Druck stehenden gas}förmig3n Medium gefüllten

   Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines Druckspeicher verbunden ist, in dem eine Membrane Mediums, bestehend aus einem mit einer Arbeitsflüs- bewegbar angeordnet ist. Hierbei wird zur Absicherung sigkeit gefüllten Temperaturfühler, der hydraulisch 5 des Flüssigkeitssystems des Thermostaten vor Übermit einem Ventil, Stellantrieb und einer Übertempe- druck die Volumenzunahme der Fühlerflüssigkeit im raumsicherung in Form eines Druckspeichers ver- Temperaturfühler beim Auftreten einer über den bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwert eingestellten Temperatur durch den Druckdem Druckspeicher (3) ein dem Durchlaß der speicher infolge Lageänderung der Membrane aufge-Arbeitsflüssigkeit (8a) dienender Sinterfilter (3c) io nommen.

   zugeordnet ist. Bei dieser Ausführung besteht der Nachteil, daß bei

   Nachlassen der Übertemperatur, d. h, wenn der Druck

   im hydraulischen System gering ist und keine Übertemperatur mehr vorliegt, die Membrane infolge der im 15 Druckspeicher herrschenden Drücke von etwa 50 bis